auvergne promobois
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auvergne promobois
Guide destiné
aux maîtres d’ouvrage,
maîtres d’œuvre
et entreprises
Guide
d’isolation thermique
des bâtiments existants
en structure bois
par l’extérieur
bois
2012
auvergne promobois
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au-
promobois
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2
Enjeux et perspectives
La transition énergétique est aujourd’hui un enjeu économique, social et écologique majeur et plus particulièrement
dans le secteur du bâtiment qui est le premier consommateur d’énergie (43%), devant l’industrie (28%) et le transport
(24%). En Europe, des milliers de bâtiments construits ou rénovés en structures bois témoignent depuis plus d’une
décennie des performances et de la compétitivité de ces technologies de construction. Elles permettent de réaliser
des « enveloppes du bâti » à très faible déperdition thermique, notamment pour les bâtiments « à énergie zéro » qui
devraient devenir la règle à partir de 2020.
formation
Le programme d’Auvergne Promobois a permis de défi nir une méthodologie de conception et de mise en œuvre
et un référentiel de détails techniques. Son contenu est diffusé lors de stages de formation organisés par Auvergne
Promobois.
L’objectif de ce document est de permettre aux maîtres d’ouvrage, maîtres d’œuvre et entreprises de découvrir
l’application des technologies de construction bois dans le domaine de l’isolation thermique par l’extérieur de
bâtiments existants, qu’il s’agisse de logements collectifs, de bâtiments publics ou tertiaires. Il présente :
une synthèse de l’environnement réglementaire de l’ITE,
les principes de conception et de mise en œuvre adaptés aux différentes typologies de bâtiments existants,
des réalisations en Europe et en France,
les critères essentiels pour concevoir et réaliser un projet d’ITE en structures bois.
Le bois possède 4 qualités essentielles pour l’environnement :
• il lutte contre l’accroissement de l’effet de serre,
• c’est un matériau peu consommateur d’énergie,
• c’est un matériau renouvelable,
• son cycle de vie n’a qu’un faible impact environnemental.
Auvergne Promobois est l’association interprofessionnelle régionale de la fi lière forêt-bois.
Elle regroupe environ 200 membres parmi lesquels :
l’ensemble des entreprises de la fi lière Forêt Bois représentant les activités de gestion forestière, de travaux
forestiers, d’exploitation, de sciage, de fabrication d’emballage, de menuiserie, de charpente, de construction
bois, de fabrication de mobilier, de commercialisation de produits à base de bois et de prescription du bois dans
la construction (architectes et bureaux d’études),
les organisations professionnelles et les organismes représentant la forêt,
les organisations professionnelles des secteurs de transformation du bois,
les centres de formation aux métiers de la forêt et du bois,
les organismes ayant un lien avec la fi lière Forêt Bois (Organisations professionnelles du bâtiment, chambres
consulaires, organisations économiques,…).
Forte de cette représentativité et de
son équipe, Auvergne Promobois
est aujourd’hui le partenaire
incontournable pour tous ceux qui
veulent œuvrer au développement
et à la compétitivité de la fi lière
forêt - bois en Auvergne.
• Bois et environnement page 3
• Les atouts des panneaux de façades à ossature bois page 4
• Typologies structurelles des bâtiments existants page 5
• Conception des panneaux de façades à ossature bois page 5
Évolution de la réglementation thermique page 6
• Performances thermiques des panneaux de façades à ossature bois page 7
• Exemples d’opérations en France et en Europe page 8
• Réglementation incendie page 10
• Réglementation acoustique page 12
• Les revêtements extérieurs en ITE page 13
• Réussir la conception et la réalisation d’une opération ITE bois page 14
Transition énergétique et structures bois
02
auvergne promobois
Auvergne Promobois
Maison de la Forêt et du Bois à Lempdes (63) - Architectes : Breuillé-Dumas.
bois et environnement
Le bois, un cycle de vie à faible
impact environnemental
L’impact environnemental d’un matériau est défi ni par son ACV
(Analyse de Cycle de Vie) : extraction, fabrication, transport, mise
en oeuvre, utilisation, recyclage en fi n de vie.
Le bois, un matériau peu
consommateur d’énergie
Le bois ne nécessite que très peu d’énergie pour sa récolte et
sa transformation, par exemple 4 fois moins que le béton à
poids égal. Par ailleurs, il a un rapport résistance mécanique /
poids bien meilleur que ce dernier : rapport de 1 à 6.
La quantité globale d’énergie nécessaire pour construire la
structure d’un bâtiment sera donc nettement moins élevée et son
bilan CO² bien meilleur.
De plus, contrairement aux autres matériaux de construction, le
bois est fabriqué avec une énergie gratuite : le soleil. Son coût
est par conséquent moins dépendant de celui de l’énergie liée
aux combustibles fossiles. Dans les années à venir, l’utilisation
de ce matériau en plus forte proportion limitera l’augmentation
des coûts de construction.
Le bois et la lutte contre l’effet de serre
Le CO2 est le plus important des gaz à effet de serre responsables
du réchauffement de la planète et des changements climatiques.
Or le bois est le seul matériau de construction qui a un « bilan
CO2 » négatif. En effet, lors de la
croissance, l’arbre absorbe le CO2
atmosphérique (photosynthèse), fi xe
le carbone et rejette l’oxygène. En
n de vie, l’arbre se décompose :
il rejette alors le CO2 qui l’avait
absorbé. Par contre, si le bois est
récolté et utilisé en tant que matériau de
construction, le carbone est stocké dans
les bâtiments pendant toute leur durée
de vie (plusieurs dizaines ou centaines
d’années).
35 000
30 000
25 000
20 000
15 000
10 000
5 000
0
Aluminium
1ère fusion Acier
profilé
Bois
Polystyrène
expansé
700
33 700
23 200
11 600
Énergie grise nécessaire des principaux matériaux utilisés en isolation
thermique par l’extérieur (Source Négawatt) :
Dioxyde de carbone Dioxyde de
carbone
Recyclage de
résidus de
bois propres
Unité de
production
d’énergie
Scierie
Production
de panneaux
Le cycle de vie du bois se caractérise par plusieurs qualités :
récolte peu polluante et préservant les sites,
matériau renouvelable, en constante augmentation de
production biologique en France et en Europe et permettant un
approvisionnement de proximité,
matériau durable à condition toutefois d’assurer une bonne
conception des ouvrages et un choix d’essences adapté à
chaque emploi dans un bâtiment,
matériau à faible coût énergétique pour être fabriqué et mis en
œuvre,
technologies de structure bois associées à des isolants permettant
des économies de chauffage importantes,
matériau recyclable en fi n de vie pour la réalisation
de produits en bois reconstitué (panneaux de particules, …) ou
pour produire de l’énergie.
En Auvergne, les activités directes de la forêt et du bois représentent
plus de 4 000 entreprises et près de 13 000 salariés.
Le bois,
un matériau de développement local
En Auvergne, la forêt couvre environ 1/3 du territoire (48%
feuillus et 52% résineux) et produit des essences variées : sapin,
épicéa, Douglas, chêne, hêtre...
Ces essences sont largement utilisées dans le bâtiment :
résineux en charpentes, planchers, murs, bardages et
menuiseries extérieures,
feuillus en menuiserie et agencement intérieur (parquets,
escaliers…).
Les industriels locaux du secteur ont investi et adapté leur
production à la demande du marché du bâtiment. Ceci contribue
à l’amélioration de la valeur ajoutée en Auvergne et limite les
importations.
De part leur situation géographique, les forêts et les activités de
transformation du bois (sylviculture, travaux forestiers, sciage,
entreprises et artisans de charpente-menuiserie, ...) participent à
l’aménagement du territoire et au maintien des populations dans
les zones rurales.
Le bois, un matériau renouvelable
Le bois est un matériau renouvelable lorsque les forêts sont
gérées durablement. En Europe, l’application des codes
forestiers depuis plusieurs siècles a permis une pratique de
gestion durable de cette ressource.
Plus récemment sont apparues des procédures de certifi cations
(PEFC ou FSC pour les plus connues). La chaîne de traçabilité
garantit aux acheteurs que le bois utilisé pour la fabrication de
certains produits est issu de forêts gérées durablement.
Sommaire
1 m
3
de bois
mis en œuvre
=
1 tonne
de CO
2
prélevée dans
l’atmosphère
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Les bâtiments existants
présentent de nombreuses
formes architecturales et
différentes techniques en
fonction de leur époque de
construction. On peut les classer
de la façon suivante :
Les structures verticales du bâti
portant des dalles :
poteau-poutre en béton
armé,
murs de pignons et de
refends, voire façades en
béton armé (préfabriqués ou
coulés sur site),
maçonnerie de moellons
pour les bâtiments plus
anciens.
Les façades selon leur nature :
structurelles : en cas de
rénovation les panneaux
d’ossature bois sont fi xés sur
ces façades après vérifi cation
de leur état,
non structurelles : elles sont
éventuellement enlevées lors
des opérations de rénovation
et remplacées par des
panneaux d’ossature bois.
Typologies structurelles des bâtiments existants
Structure poteau-poutre
béton armé conservée
Panneaux de façade préfabriqués
non structurels déposés
Structure poteau-poutre
béton armé conservée
Panneaux de façade structurels
en béton armé conservés
Structure traditionnelle conservée
en pierres ou blocs agglomérés
Le choix du principe de conception dépend du type de bâti existant mais aussi de la nature des matériaux composant la façade, des
singularités de l’ouvrage et du contexte d’occupation des bâtiments au moment des travaux. Il est donc indispensable de procéder à
une étude technique détaillée qui permettra au maître d’ouvrage et à l’équipe de maîtrise d’œuvre de choisir la meilleure solution et au
bureau d’études structure bois de déterminer la nature, la quantité et la position des fi xations. Une attention particulière doit être portée
sur les ponts phoniques et les divers problèmes acoustiques liés à la perception des bruits intérieurs et extérieurs après rénovation.
Les panneaux sont posés devant les murs pleins, les refends ou les dalles.
Cette solution présente d’excellentes performances en supprimant l’ensemble
des ponts thermiques.
Les panneaux sont posés entre les
refends et les dalles. La charge est
supportée par les dalles. Les fi xations
sont réalisées sur les dalles et les refends.
Panneaux fi xés sur la façade
Panneaux posés et
xés sur fondations et fi xés sur la façade
Panneaux posés et
xés entre les éléments structurels
Conception des panneaux de façades à ossature bois
CONCEPTION
Architecture des bâtiments transformée grâce à de nouveaux volumes, à l’aspect des façades et de la taille et proportion des
surfaces vitrées.
Augmentation possible de la surface habitable par des extensions et surélévations.
Haute performance de l’isolation thermique des parois en intégrant dans les panneaux de façades à ossature bois une forte
épaisseur de matériaux isolants.
Suppression des ponts thermiques habituels de l’enveloppe.
Renforcement de l’étanchéité à l’air.
MISE EN ŒUVRE
Délais raccourcis et intervention sur chantier possible toute l’année car la fi lière sèche est beaucoup moins tributaire des intempéries.
Niveau de qualité supérieur grâce à la préfabrication en atelier des panneaux de façades (procédures de contrôle, voire de
certifi cation, conditions de travail, outils disponibles…).
Rapidité de mise en œuvre et réalisation des travaux sans déménagement des occupants.
Limitation des nuisances de chantier (transports, bruits, déchets…).
• Intervention possible sur sites diffi ciles (accès, surfaces disponibles autour du bâtiment…).
Les atouts des panneaux de façades à ossature bois
• Allemagne - 2011 :
Typologies structurelles utilisées pour la
construction de 1 720 bâtiments labellisés
« Passif ».
Source : www.passivhausprojekte.de
• France - 2010 :
Typologies structurelles des murs utilisées pour
la construction de 11 immeubles de bureaux
labellisés BBC Effi nergie.
Source : Observatoire Ministère Environnement, ADEME, Effi nergie.
• France - 2011 :
Typologies structurelles des murs utilisées pour
la construction de 139 maisons individuelles
labellisées BBC Effi nergie.
Source : Observatoire Ministère Environnement, ADEME, Effi nergie.
• France - 2011 :
Typologies structurelles des murs utilisées pour
la construction de 126 logements collectifs
labellisés BBC Effi nergie.
Source : Observatoire Ministère Environnement, ADEME, Effi nergie.
Les parts de marché de l’ossature bois (RT 2005) sont actuellement de 10% pour la maison individuelle et 4% pour le logement collectif.
04
Réglementation
Toutes les technologies de construction doivent être conformes à des normes, des DTU (Documents Techniques Unifi és), des règles
de calcul normalisées, des certifi cations, etc. Les solutions bois répondent à l’ensemble des exigences actuelles en terme d’isolation
thermique, d’acoustique, d’incendie et de résistance mécanique. Cet environnement règlementaire est nécessaire pour garantir la
qualité d’un ouvrage et obtenir la garantie décennale des différents intervenants (maître d’ouvrage, maître d’œuvre, entreprises,
industriels…).
Les technologies utilisées doivent être conformes :
• soit aux règles défi nies dans les DTU,
• soit bénéfi cier d’un Avis Technique du CSTB (Centre Scientifi que et Technique du Bâtiment) précisant le domaine d’application
et les conditions de mise en œuvre de certains produits ou techniques qui ne sont pas mentionnés dans les DTU.
Les documents contractuels (marchés, descriptifs…) doivent mentionner les références aux DTU correspondant aux travaux à engager
ou celles des Avis Techniques de produits ou procédés utilisés.
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Dans certains pays d’Europe (Allemagne, Autriche et
Suisse principalement) les exigences de consommation
énergétique des bâtiments ont fortement évolué depuis une
vingtaine d’années, soit par la réglementation, soit par des
politiques incitatives souvent régionales et associées à des
labels.
Le niveau des normes ou labels n’est pas tout à fait
comparable entre les pays car les critères (surface de
référence énergétique, température intérieure de référence,
niveau d’isolation des parois et des menuiseries, niveau
d’étanchéité à l’air…) ne sont pas les mêmes (RT 2012 en
France, Passivhaus en Allemagne et Minergie en Suisse par
exemple).
La tendance générale est, qu’à partir de 2020, les
consommations d’énergie pour le chauffage soient d’environ
15 kWh/(m².an), niveau du label « Maison Passive ».
La mise en œuvre de panneaux de façades à ossature bois
isolée présente plusieurs avantages par rapport aux autres
matériaux usuels de construction. Ils diminuent fortement les
ponts thermiques et intègrent une forte épaisseur de matériaux
isolants ainsi que de nouvelles menuiseries extérieures.
En fonction de la performance thermique à atteindre, les
technologies de murs à ossature bois sont conçues avec une
double, voire une triple isolation.
Ces techniques permettent d’obtenir facilement les niveaux
d’isolation exigés par la RT 2012 (BBC) et le standard Passif à
savoir des coeffi cient U de parois compris entre 0,20 et 0,10
W/(m².an). Ces valeurs correspondent à des épaisseurs de
matériaux isolants d’environ 20 à 35 cm. D’autres techniques
de conception performantes sont possibles avec l’utilisation de
poutres bois en I qui permettent d’augmenter la largeur des
montants d’ossature et ainsi d’atteindre un niveau d’isolation
de paroi souhaité en une seule épaisseur de matériaux isolants.
Le Grenelle Environnement, la Conférence environnemen-
tale et l’évolution des prix des combustibles fossiles aboutissent
au même constat : l’urgence de mettre en œuvre une politique
de transition énergétique effi cace. Les milliers de bâtiments
construits ou rénovés au standard passif dans plusieurs
pays européens ont démontré la fi abilité des technologies
mises en œuvre et la rentabilité des investissements réalisés.
Le point essentiel d’un bâtiment peu consommateur d’énergie
concerne les déperditions liées à son enveloppe (plancher,
murs, ouvertures, toiture) dont la durée de vie est de plusieurs
décennies. La technologie de panneaux de façades à ossature
bois intégrant de fortes épaisseurs d’isolant, est connue et
maîtrisée par les entreprises locales. Cependant ce type de
travaux nécessite une formation et une ingénierie adaptées à
chaque projet.
L’exigence d’anticipation est importante car le monde du
bâtiment évolue lentement, notamment en raison de l’adaptation
des technologies et des formations qui les accompagnent.
Le programme ITE bois d’Auvergne Promobois ne concerne que
l’enveloppe du bâti avec comme objectif d’atteindre le niveau
exigé par le standard Passif en terme de vision prospective
pour les prochaines décennies.
évolution de la Réglementation thermique Performances thermiques des panneaux
de façades à ossature bois
Énergie primaire =
énergie fi nale consommée
+ énergie pour la production et la transformation des combustibles
+ pertes d’énergie pendant le transport.
Type d’énergie Coeffi cient de conversion
nale énergie primaire / énergie fi nale
bois 0,6 kWh
gaz/fi oul 1 kWh
électricité 2,58 kWh
Le choix de la source d’énergie fi nale joue un rôle primordial dans le calcul de la consommation d’énergie primaire car celle-ci
est calculée à partir d’un coeffi cient règlementaire défi ni en fonction de l’impact environnemental et du mode de production et de
transport de la source d’énergie utilisée.
Consommation
moyenne actuelle
des logements en
France
RT 2005
région
Auvergne
250 kWh/(m².an)
130 kWh/(m².an)
50 kWh/(m².an)
15 kWh/(m².an)
RT 2012
Bâtiment
Basse
Consommation
RT 2020
Bâtiment
passif λ (lambda)
Coeffi cient de conductivité thermique d’un matériau.
Unité : W (m.K).
Plus cette valeur est faible, meilleure est l’isolation du matériau.
U
Flux de chaleur qui traverse 1 m² de paroi pour un écart de 1°
Kelvin.
Unité : W (m².K).
Plus cette valeur est faible, meilleure est l’isolation de la paroi.
R = 1/U
Résistance thermique d’une paroi.
Unité : m².K/W.
Plus cette valeur est élevée, meilleure est l’isolation de la paroi.
coefficients courants utilisés en thermique
RT 2012
Bâtiment Basse Consommation
RT 2020
Bâtiment Passif
Up = 0,16 W/m2.K
-56% / RT 2005
Up = 0,10 W/m2.K
-72% / RT 2005
Bâtiment d’enseignement des Compagnons du Devoir à Angers. Architecte : SNAP Architecture. Maison de Retraite à Arlanc. Architectes : Simon Teyssou et Boris Bouchet.
Panneaux de façades à ossature bois
La réglementation thermique de 2005 mentionnait un coeffi cient U maximum pour le mur de 0,36 W/m².K.
Les technologies de murs à ossature bois permettent facilement (techniquement et économiquement) de diminuer très fortement
ce coeffi cient comme le montrent les exemples de murs ci-dessous.
• Plaque de plâtre 13 mm
• Laine minérale 60 mm entre ossature métallique (λ = 0,032W/m.K)
• Pare-vapeur
• Montant d’ossature 140 x 45 mm entraxe 600 mm
• Laine minérale de 140 mm (λ = 0,032W/m.K)
• Panneau contreventant 12 mm
• Pare-pluie
• Bardage bois
Valeur Up calculée par BET Agices Maison BBC Effi nergie.
• Parement intérieur
• Isolant 100 mm
• Panneau de lamibois 27 mm
• Montant d’ossature 120 x 45 mm entraxe 600 mm
• Isolant 120 mm
• Montant d’ossature 100 x 45 mm entraxe 600 mm
• Isolant 100 mm
• Panneau OSB 10 mm
• Pare-pluie
• Bardage bois
Valeur Up calculée par BET Katene Bâtiment de bureaux passifs.
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exemples d’opérations en France et en Europe
08
RÉHABILITATION DE 28 LOGEMENTS SOCIAUX ET D’UNE
CRÈCHE AU STANDARD PASSIF
à Raon l’Étape (Vosges)
Deux bâtiments d’habitation R+2 composés, à
l’origine de studios de 26 m², réhabilités avec
28 logements T3 de 62 m² et une crèche de 128 m².
Opération labellisée Maison Passive.
Maître d’ouvrage : Le Toit Vosgien (bailleur social).
Maître d’œuvre : Jean-Luc Schmitt - Architecte DPLG.
Année de construction : 1960 - 1970
Année de rénovation : 2011 et 2012
Surface habitable : 1 874 m²
Travaux réalisés : Isolation fondations et plancher bas
- Isolation des murs avec panneaux ossature bois -
Isolation de la toiture - Fenêtres triple vitrage au Nord
- Fenêtre double vitrage au Sud - VMC double fl ux avec
récupération de chaleur et batterie de chauffe pour
chaque logement - Réaménagement à neuf de chaque
logement - Chaudière plaquettes bois - Panneaux solaires
thermiques - Revêtement extérieur en bardage bois.
Montant total : 3 228 436 euros HT
Besoin en chauffage et ECS :
Avant : 220 kWh/(m².an).
Après : 45 kWh/(m².an) soit une économie de 80%.
RÉNOVATION DE 50 LOGEMENTS SOCIAUX
AU STANDARD PASSIF
à Linz (Autriche)
Bâtiment d’habitation R+4 avec structure existante conservée
en murs pleins de béton de laitier.
Maître d’ouvrage : GIWOG, Bmst. Ing. (bailleur social).
Maître d’œuvre : ARCH+MORE, Arch. DI
Ingrid Domenig-Meisinger
Année de construction : 1957
Année de rénovation : 2006
Surface habitable : 2 755 m²
Surface utile après : 3 106 m²
Travaux réalisés : Remplacement de la toiture - Isolation
plancher du RDC et plancher haut - Isolation des murs
par façade préfabriquée Gap Solar® en ossature bois
- Installation d’ascenseurs - Déplacement du trottoir -
Agrandissement des balcons - Pose de nouvelles portes
palières - Rénovation du plancher de sous-sol - Installation
ventilateur double fl ux avec récupération de chaleur -
Installation radiateurs avec thermostat.
Montant total : 774 euros HT/m² de SU
Besoin en chauffage et ECS :
Avant : 179 kWhef/(m².an)
Après : 14 kWhef/(m².an) soit une économie de 92%.
RÉNOVATION DE COLLÈGE AU STANDARD PASSIF
à Schwanenstadt (Allemagne)
Complexe d’enseignement général et technologique
qui comprend la rénovation de la partie consacrée à
l’enseignement général et aux activités physiques et
sportives. Une extension a été créée pour l’enseignement
technologique. La structure existante est en poteaux-poutres
béton armé et panneaux préfabriqués en béton léger.
Maître d’ouvrage : Commune de Schwanenstadt.
Maître d’œuvre : PAUAT, Arch. DI Heinz Plöderl.
Année de construction : 1970
Année de rénovation : 2003-2007
Surface habitable : 4 138 m²
Surface utile après rénovation : 6 214 m²
Travaux réalisés : Isolation de la façade par panneaux
préfabriqués en ossature bois - Isolation du plancher bas
- Isolation de la toiture - Remplacement des menuiseries
extérieures - Extension et surélévation - Rénovation
intérieure - Changement d’équipement (panneaux
solaires thermiques et chaudière à granulés) - Ventilation
double fl ux avec récupération de chaleur.
Montant total : 10 300 000 euros
Besoin en chauffage et ECS :
Avant : 135 kWhef/(m².an)
Après : 14 kWhef/(m².an) soit une économie de 90%.
RÉNOVATION DE 82 LOGEMENTS SOCIAUX
AU STANDARD BASSE CONSOMMATION
à Munich (Allemagne)
Les 2 bâtiments d’habitation comprenaient à l’origine
36 logements. 46 logements ont été créés par extension et
surélévation d’un niveau. La structure existante est en murs
pleins de blocs béton.
Maître d’ouvrage : Städtische Wohnunggsbau-
gesellschaft München mbH (bailleur social).
Maître d’œuvre : Kaufmann.Lichtblau.Architekten.
Année de construction : 1958
Année de rénovation : 2011
Surface habitable : 5 224 m²
Travaux réalisés : Isolation de la façade par panneaux
préfabriqués en ossature bois - Isolation du plancher bas
- Isolation de la toiture - Remplacement des menuiseries
extérieures - Extension et surélévation - Rénovation
intérieure - Changement d’équipement (réseau de chaleur
et appoint par panneaux solaires) - Ventilation double fl ux
avec récupération de chaleur.
Besoin en chauffage et ECS :
Avant : 194 kWhef/(m².an).
Après : 40 kWhef/(m².an) soit une économie de 80 %.
AVANT
AVANT
AVANT
AVANT
APRÈS
APRÈS
APRÈS
APRÈS
Auvergne Promobois dispose de dossiers très détaillés relatifs à des opérations de rénovations thermiques en France et en
Europe. Un descriptif sommaire et quelques photos issus de quelques-uns de ces dossiers sont présentés ici.
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